Barra colectora de cobre a aluminio

Jan 07, 2023

Primero, conductor de cobre, fila compuesta de aluminio y cobre y fila de aluminio tres materiales conductores:

Consulte la "tabla I" para la comparación de los parámetros de rendimiento eléctrico de los tres materiales conductores. De la comparación de índices completos en la tabla I, se puede ver que la confiabilidad de servicio y la vida útil de los tres materiales conductores:

1. La conductividad del bus de cobre es superada solo por la plata, y es confiable de usar, pero tiene un peso pesado, un precio alto y será cada vez más alto.

2. El bus de aluminio tiene las ventajas de peso ligero, precio bajo y solo superado por el cobre en conductividad, pero si la unión traslapada tiene las siguientes debilidades fatales:

(1) La superficie de aluminio se oxida fácilmente y la resistencia de contacto aumentará en la superficie del regazo, lo que provocará calentamiento e incluso quemaduras.

(2) El material es suave, la velocidad de fluencia es rápida, es fácil de aflojar después de mucho tiempo y se calienta o incluso se quema debido al mal contacto.

Debido a las razones anteriores, la resistencia de contacto de la superficie de la barra de aluminio aumenta gradualmente después de un encendido a largo plazo, lo que es fácil de causar una disminución del rendimiento eléctrico e incluso perder conductividad.

Demostración experimental 1: prueba de rendimiento de la vuelta de la superficie del conductor

En 2003, el Laboratorio de Energía de Columbia Británica de Canadá llevó a cabo 2000 horas de prueba de ciclo de corrosión por niebla salina y prueba de estallido de corriente en cobre y cobre, cobre y aluminio, aleación de aluminio y uniones traslapadas (atornilladas) de aleación de aluminio. La prueba de explosión de alta corriente es para estudiar el envejecimiento de las partes de conexión del conductor.



Los resultados experimentales muestran que bajo las mismas condiciones ambientales, la confiabilidad de la conexión del conductor de aleación de aluminio está lejos de la del cobre y el cobre. La resistencia del cobre y la conexión de cobre cambia poco durante la prueba, solo aumenta el 30 % de la resistencia de la muestra, mientras que más del 70 % de la resistencia de la aleación de aluminio y la conexión de la aleación de aluminio aumentan significativamente, de los cuales más del 40 % de la función conductora está perdido. Los resultados experimentales muestran que la aleación de aluminio tiene las ventajas de unión directa, envejecimiento rápido y vida eléctrica corta. (El texto original de esta prueba es el documento ganador del premio IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) de 2005).

El propósito principal debarra colectora de cobre a aluminioes resolver la debilidad fatal del bus de aluminio en la conductividad y reducir el costo con la premisa de garantizar una vida útil segura y confiable.

Barra colectora de cobre a aluminiotiene la misma resistencia a la oxidación que el cobre porque su superficie es de cobre. El lapeado mutuo es el lapeado de cobre y cobre. Su vida eléctrica es la misma que la del bus de cobre después de un encendido prolongado. Después de un tratamiento de proceso especial, la deformación por fluencia es pequeña y el rendimiento es similar al del cobre, lo que supera la debilidad fatal del bus de aluminio. La confiabilidad del servicio es la misma que la del bus de cobre. Su rendimiento de servicio es esencialmente diferente al de los autobuses de aluminio. Puede reemplazar el bus de cobre, pero el precio se reduce considerablemente.

Demostración experimental 2:

Si la vida útil debarra colectora de cobre a aluminiopuede cumplir con los requisitos, las conclusiones anteriores se confirman a través de pruebas:

La prueba de vida útil de los materiales conductores se basa en los requisitos de los métodos de prueba GB / t9327-2010 y los requisitos para el prensado y los accesorios de conexión mecánica para conductores de cables de alimentación con un voltaje nominal de 35 kV e inferior. El Instituto de Investigación de Cables de Shanghai ha realizado 1000 ciclos térmicos (equivalentes a 1000 aumentos de temperatura) para una marca de fila compuesta de acuerdo con este estándar, y cuatro filas de 8 * 80 están conectadas para la prueba, con una corriente de 1535a. Mida la temperatura y la resistencia de CC de la junta de regazo, calcule la relación de resistencia y la dispersión en función de los datos de 1000 pruebas. La prueba duró ocho meses y la prueba fue calificada. La prueba confirmó que la barra compuesta de cobre y aluminio pasa a través de alta corriente durante mucho tiempo, y el cambio de rendimiento de su interfaz de material y cobre y aluminio es muy pequeño, lo cual está dentro del rango de requisitos estándar. Se prueba la capacidad y confiabilidad de la fila compuesta para resistir la fatiga térmica, y muestra que la conductividad no decaerá después de un encendido a largo plazo.

Las pruebas anteriores demuestran que el rendimiento debarra colectora de cobre a aluminioes esencialmente diferente de la de la barra colectora de aluminio. La vida eléctrica es mucho más larga y la confiabilidad es mucho mayor que la de la barra colectora de aluminio. La seguridad de uso es la misma que la del bus de cobre. Al mismo tiempo, debido a su peso ligero, instalación conveniente, tensión de flexión pequeña causada por el propio peso y vida útil más larga, es un autobús con el rendimiento de costo más alto.

Con el fin de resolver el problema de la fácil oxidación en la superficie del autobús de aluminio, algunas empresas adoptan el revestimiento de zinc y el revestimiento de cobre en la superficie de la barra de aluminio. Debido a que el revestimiento es muy delgado y la vida útil es limitada, lo más importante es que el problema de la fluencia no se ha resuelto. Para resolver el problema de la fluencia, algunas empresas utilizan barras de aleación de aluminio. La conductividad de la aleación de aluminio es más baja que la del aluminio puro y la sección transversal debe ser mucho mayor en uso. En resumen, para garantizar el uso seguro de las barras de aluminio, se deben agregar muchos procesos de tratamiento y su costo no es bajo.

2,Barra colectora de cobre a aluminioseguridad y confiabilidad del servicio: prueba de confiabilidad (ciclo térmico y prueba de fatiga térmica)

(1) Prueba de ciclo térmico

La Universidad Tecnológica de Shanghái realizó 100 pruebas de ciclo térmico de 0-200 ℃ en una marca de escape compuesto. La fuerza de unión interfacial (cizallamiento) se midió antes y después de la prueba. Después de la prueba, la fuerza de unión interfacial no disminuyó. Esta prueba confirmó que el estrés generado por la expansión térmica y la contracción en frío no destruiría la fuerza de unión interfacial dentro de la diferencia de temperatura de 200 ℃. La temperatura de servicio normal del conjunto completo de equipos eléctricos no debe exceder los 110 ℃. Por lo tanto, el estrés generado por la expansión térmica y la contracción en frío no afectará la fuerza de unión de la interfaz de cobre y aluminio y no dañará el uso normal del conjunto completo de equipos eléctricos. De acuerdo con los requisitos de la industria de la energía eólica, se llevaron a cabo otras 100 pruebas de ciclo térmico a menos 40 ℃ - 120 ℃, y la fuerza de unión de la interfaz no disminuyó.

(2) Prueba de fatiga térmica

En la actualidad, la única prueba para verificar la vida útil de los materiales conductores son los métodos de prueba y los requisitos de la norma nacional GB/t9327-2010 para engaste y accesorios de conexión mecánica para conductores de cables de alimentación con una tensión nominal de 35 kV e inferior.

El Instituto de Investigación de Cables de Shanghái realizó 1000 pruebas de ciclo térmico (equivalente a 1000 aumentos de temperatura) en una marca de fila compuesta de acuerdo con los requisitos más altos de este estándar, conectada con 4 8 * 80 filas y conectada con corriente 1535a. Mida la temperatura y la resistencia de CC en la conexión cada vez, calcule la relación de resistencia y la dispersión después de la prueba, que duró ocho meses y pasó la prueba. La prueba demuestra que la fila compuesta de aluminio y cobre pasa a través de una corriente alta durante mucho tiempo, y el rendimiento del material de su interfaz cambia poco. Dentro del alcance de los requisitos estándar, demuestra la capacidad y confiabilidad de la resistencia a la fatiga térmica de la fila compuesta.

Barra colectora de cobre a aluminiose ha aplicado en proyectos de ductos de barra de energía y aparamenta de alto y bajo voltaje desde 2008, incluidos edificios de gran altura, fábricas modernas, edificios comerciales y tránsito ferroviario. Cientos de proyectos han sido operados con éxito durante muchos años sin ninguna retroalimentación de información adversa.